DE19851066A1 - Metalldichtung - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Metalldichtung, welche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen eines Bauteilpaars gehalten ist, beispielsweise zwischen einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf einer Maschine, um diese Oberflächen abzudichten.

Beschreibung des Stands der Technik

Es ist eine Metalldichtung bekannt, welche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen eine Maschine bildender Bauteile, wie beispielsweise ein Zylinderblock und ein Zylinderkopf einer Mehrzylindermaschine, angeordnet und bei mit Spannbolzen mit dem Zylinderblock verspannten Zylinderkopf verwendet wird, um diese Oberflächen abzudichten. Die Metalldichtung ist derart angeordnet, daß kein Verbrennungsgas aus den sich berührenden Abschnitten dieser sich gegenüberliegenden Oberflächen austreten kann. Für diesen Zweck werden verschiedene Typen von Metalldichtungen verwendet.

In der Vergangenheit wurden Hochleistungsmaschinen für Kraftfahrzeuge entwickelt, welche derart ausgelegt sind, daß sie geringeres Gewicht, kleinere Abmessungen oder eine höhere Leistung aufweisen, wobei in diesen Hochleistungsmotoren ein Zylinderkopf aus einer Aluminiumlegierung zur Gewichtsreduzierung verwendet wird. Die Aluminiumlegierung weist zwar geringes Gewicht auf, besitzt jedoch eine geringe Steifigkeit. Folglich bewirken Temperaturschwankungen, welche in Zusammenhang mit dem Starten und Stoppen der Maschine oder deren Betriebszustand auftreten, daß die thermische Expansion oder Kontraktion des Zylinderkopfes zunimmt, oder sie führen zu Spannungen. Dies bedeutet, daß die auf die Dichtung übertragene thermische Belastung aufgrund der während dem Einsatz der Maschine auftretenden wiederholten Beanspruchung und aufgrund der Kalt- Warm-Zyklen während dieser Zeit bewirken, daß die Verwerfung der Dichtung zunimmt. Als ein Ergebnis kommt es zu einem Bruch der Dichtung und zu einem schnellen Abfall des Dichtflächendrucks, und dies bewirkt in einigen Fällen das Auftreten einer Gasleckage aus einem engen Zwischenraum zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen.

Unter diesen Umständen wurde ein Verfahren zur Verwendung einer Metalldichtung als effektives Dichtmittel allgemein bekannt, welche Metalldichtung eine herkömmliche Dichtung aus Asbest ersetzt, und es wurden verschiedene Arten von Metalldichtungen entwickelt.

Eine Metalldichtung ist mit Bohrungslöchern versehen, welche den in einem Zylinderblock ausgebildeten Zylinderbohrungen gegenüberliegen, in welchen Kolben wechselseitig bewegt werden, und ferner sind Ringsicken (Ringwulste) um die Umfänge der Bohrungslöcher vorgesehen. Derartige Sicken (Wulste) sind auch in der Nähe der Umfänge von Durchgangslöchern ausgebildet, wie beispielsweise Bolzenlöcher, welche sich von den Bohrungslöchern unterscheiden. Wenn die Metalldichtung durch Verspannen mittels Bolzen fixiert wird, wobei die Metalldichtung zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock gehalten wird, bilden bezüglich der Befestigungsflächen elastische Kontaktabschnitte der Sicken, insbesondere diejenigen Abschnitte der sich gegenüberliegenden Oberflächen, welche um die Umfänge der Zylinderbohrungen herum angeordnet sind, ringförmige Kontaktabschnitte. Dadurch werden die um die verschiedenen Löcher liegenden Abschnitte der Befestigungsflächen abgedichtet, wie beispielsweise die Abschnitte um Verbrennungskammern, Wasserlöcher, Öllöcher und Bolzenlöcher.

Eine Metalldichtung umfaßt gewöhnlich eine Mehrzahl von Metallplatten. Die Metallplatten umfassen eine mit Sicken versehene elastische Metallplatte, eine Zwischenplatte und eine Regulierierplatte. Diese Metallplatten sind, beispielsweise durch Schweißen, aneinander an denjenigen Stellen fixiert, welche in der Nähe der Bohrungslöcher liegen, um zu ermöglichen, daß die Metallplatten als Metalldichtung als einheitliches Maschinenbauteil transportiert, gelagert und montiert werden können. Bei einem derartigen herkömmlichen fixierten Aufbau ist es erforderlich, eine groß ausgelegte Schweißausrüstung einzusetzen, was einer der Gründe dafür ist, daß die Kosten zur Herstellung der Metalldichtung nicht weiter reduziert werden können.

Die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 347065/1992 offenbarte Metalldichtung weist eine Anschlags-Funktion auf. Sie ist hergestellt durch schichtweises Fügen (Laminieren) von Ausgleichselementteilen an den Abschnitten einer Sickenausnehmung-tragenden Seite einer elastischen Metallplatte, an welchen Sicken um deren Bohrungslöcher herum ausgebildet sind, welche Sicken an den Kantenabschnitten der Bohrungslöcher beginnen, und durch Befestigen der Ausgleichselemente an den flachen Abschnitten der elastischen Metallplatte, welche näher an den Bohrungslöchern liegen. Bei dieser Metalldichtung sind selbst dann, wenn die die Ausgleichselemente berührenden Abschnitte der Sicken vollständig zusammengedrückt sind, die verbleibenden Abschnitte nicht komprimiert. Die verbleibenden Abschnitte besitzen eine Rückstellkraft, so daß diese die Funktionen der Anschläge anzeigen können, selbst wenn der Abstand zwischen benachbarten Bohrungslöchern klein ist. Wenn die beiden mit Sicken versehenen elastischen Metallplatten eingesetzt werden, sind diese derart aneinander laminiert, daß die Sickenrücken in entgegengesetzten Richtungen, d. h. jeweils in Auswärtsrichtung, einander zugewandt sind, und Ausgleichselementteile, welche sich von den Kantenabschnitten der Bohrungslöcher aus erstrecken, sind zwischen den Sickenausnehmungen­ tragenden Seiten der beiden elastischen Metallplatten vorgesehen.

Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 175579/1992 offenbarte Metalldichtung ist derart ausgelegt, daß ihre Dicke eingestellt werden kann, während das in jeder Basisplatte auftretende Belastungsgleichgewicht auf einem einheitlichen Niveau gehalten wird, und ist ferner derart ausgelegt, daß eine hohe Dichtfähigkeit sichergestellt ist. Bei dieser Metalldichtung sind zwei elastische Metallplatten mit zu Verbrennungskammern in einem Zylinderblock korrespondierenden Bohrungslöchern und mit Sicken um die Umfänge der Bohrungslöcher herum schichtweise miteinander verbunden, so daß die Sickenrücken in entgegengesetzte Richtungen, d. h. jeweils in Auswärtsrichtung, einander zugewandt sind, und die Dicke-vergrößernden Elemente sind zwischen denjenigen Abschnitten der Basisplatten eingeschweißt, welche auf der Seite der Bohrungslöcher liegen.

Die Maschinen vom Open-Deck-Typ ("offene Motorblockoberseite") umfassen eine Maschine vom Voll-Open-Deck-Typ, in welcher jeder Zylinderkörper unabhängig mit einem um sich ausgebildeten Wassermantel versehen ist, und eine Maschine vom Semi-Open-Deck-Typ, in welcher einige oder alle der Zylinderkörper miteinander in einer gemeinsamen Struktur verbunden sind, um welche Struktur ein Wassermantel ausgebildet ist.

Die Maschinen vom Open-Deck-Typ umfassen eine Maschine mit einem Zylinderblock aus einer Aluminiumlegierung und eine Zylinderbuchse, welche aus einem speziellen Gußmetall unter Berücksichtigung dessen Abriebwiderstandes hergestellt ist. In dem Zylinderblock, welcher mit einer "trockenen", nicht direkt dem Wassermantel ausgesetzten Zylinderbuchse versehen ist, tritt eine Grenzlinie zwischen der Zylinderbuchse und einem Zylindergehäuse auf, in welches die Zylinderbuchse eingesetzt ist, und zwar an demjenigen Abschnitt einer Motorblockoberseiten-Oberfläche, welcher um eine Zylinderbohrung herum angeordnet ist. Wenn eine Metalldichtung umfassend laminierte Metallplatten, wobei sich die Sickenrücken in Auswärtsrichtungen gegenüberliegen, zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen eines Zylinderkopfs und eines Zylinderblocks dieser Maschine angeordnet ist, sind die Sickenrücken in einigen Fällen an einer elastischen Metallplatte auf der Grenzlinie auf der Motorblockoberseiten-Oberfläche angeordnet. Da das Zylindergehäuse und der Zylinder separate Elemente sind, kann eine geringe Höhendifferenz an der Grenzlinie auftreten, so daß die Möglichkeit besteht, daß dann, wenn der Zylinderkopf gegen den Zylinderblock verspannt wird, ein Abdichtbereich unzuverlässig abgedichtet wird.

Wenn die Ausgleichselemente, welche eine Dickenregulierungsfunktion für eine sickentragende elastische Metallplatte einer Metalldichtung in der Maschine vom Open-Deck-Typ vorsehen, mit Dichtfähigkeits- Verbesserungsfunktionen versehen werden können, wie beispielsweise mit einer Unregelmäßigkeits-Ausgleichsfunktion und mit einer Oberflächendruck- Verteilungsfunktion bezüglich der gesamten zwischen den Zylinderbohrungen und einem Wassermantel angeordneten ringförmigen Motorblockoberseite führt dies dazu, daß es notwendig wird, Teile mit komplizierten Funktionen vorzusehen. In einer Maschine mit einem Trockenbuchsen-tragenden Zylinderblock ist eine Grenzlinie zwischen der Trockenbuchse und einem Zylindergehäuse vorhanden. Deshalb erfordert dies einen Aufbau, welcher dazu ausgelegt ist, die um die Zylinderbohrungen herum befindlichen Abschnitte einer Motorblockoberseiten-Oberfläche zuverlässig abzudichten, in welchen Abschnitten Höhenunregelmäßigkeiten auftreten können. Der Zylinderblock mit einer Trockenbuchse ist in einigen Fällen aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, so daß ein Schutz der Motorblockoberseiten-Oberfläche aus einer Aluminiumlegierung mit geringerer Festigkeit als der des Gußeisens gegen einen hohen Dichtungsoberflächendruck ebenfalls erforderlich ist.

Abriß der Erfindung

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine Metalldichtung bereitzustellen, welche dazu ausgelegt ist, die gesamte Metalldichtung, umfassend elastische Metallplatten und ein Zwischenausgleichselement, als einheitliches Teil unter geringen Kosten durch Befestigen der elastischen Metallplatte und des Ausgleichselements aneinander über eine einfache mechanische Struktur ohne Verwendung eines Schweißverfahrens herzustellen; und die Dichtwirkung der Metalldichtung zu verbessern, indem das Ausgleichselement mit einer Plattendickenregulierfunktion und mit Funktionen zum Ausgleichen der Höhenunregelmäßigkeiten des zwischen den Zylinderbohrungen und einem Wassermantel liegenden Abschnitts einer Motorblockoberseiten-Oberfläche und zum Verteilen eines Oberflächendrucks versehen wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Metalldichtung, welche derart ausgelegt ist, daß sie zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen eines Zylinderblocks, welcher mit einem Zylinderkörper mit darin ausgebildeten Zylinderbohrungen und mit einem um den Zylinderkörper ausgebildeten Wassermantel versehen ist, und eines am Zylinderkörper befestigten Zylinderkopfs anzuordnen ist, umfassend:

• - ein Paar elastischer Metallplatten, welche mit zu den Zylinderbohrungen korrespondierend ausgebildeten ersten Bohrungslöchern und entlang den Umfängen der ersten Bohrungslöcher ausgebildeten Sicken (Wulsten) versehen sind, und
• - ein Ausgleichselement, welches mit den ersten Bohrungslöchern gegenüberliegenden zweiten Bohrungslöchern versehen ist und welches zwischen den elastischen Metallplatten laminiert ist,

wobei das Ausgleichselement durch Verstemmen an vorstehenden Abschnitten desselben, welche an zu dem Wassermantel korrespondierenden Stellen vorgesehen sind, mit wenigstens einer der elastischen Metallplatten derart verbunden wird, daß die vorstehenden Abschnitte der verstemmten Abschnitte innerhalb einer Kante des Wassermantels angeordnet sind.

Das Ausgleichselement erstreckt sich im wesentlichen in einem Bereich, welcher dem Zylinderkörper des Zylinderblocks gegenüberliegt, mit Ausnahme seiner vorstehenden Abschnitte. Folglich ist die Dicke der um die Bohrungslöcher herum liegenden und das Ausgleichselement umfassenden Bereiche dieser Metalldichtung größer gewählt, als die der übrigen Bereiche. Dies ermöglicht, daß der Oberflächendruck um die Bohrungslöcher herum steigt und daß ein geeignetes Druckniveau sichergestellt ist.

Bei dieser Metalldichtung ist es bevorzugt, den Oberflächendruck um die Bohrungslöcher herum auf einen möglichst großen Bereich zu verteilen, wenn der Zylinderkopf gegen den Zylinderblock verspannt wird, indem die Anzahl der Sicken vergrößert wird und indem mehrere Dichtlinien vorgesehen werden.

Das Befestigen durch Verstemmen der beiden sickentragenden elastischen Metallplatten und des dazwischen vorgesehenen Ausgleichselements wird von der Seite des Ausgleichselementkörpers her an Abschnitten desselben vorgenommen, welche dem Wassermantel gegenüberliegen. Deshalb liegen dann, wenn der Zylinderkopf am Zylinderblock befestigt wird, die miteinander verbundenen Abschnitte des Ausgleichselements und der elastischen Metallplatten lediglich dem Wassermantel gegenüber und interferieren nicht mit den Abschnitten der Motorblockoberseiten- Oberfläche, welche um die Zylinderbohrung herum liegen.

Folglich bewirkt bei dieser Metalldichtung eine von der Motorblockoberseiten-Oberfläche her einwirkende Kraft, daß in dem befestigten Abschnitten des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks keine Risse auftreten, so daß die Funktion der gegenseitigen Befestigung der elastischen Metallplatten und des Ausgleichselements nicht verloren geht, und auch nicht die befestigten Abschnitte die Motorblockoberseiten- Oberfläche beschädigen.

Die Dichteigenschaften der ringförmigen Abschnitte als Gesamtheit einer Motorblockoberseiten-Oberfläche, welche Abschnitte zwischen den Zylinderbohrungen und dem Wassermantel angeordnet sind, sind durch das Ausgleichselement sichergestellt, welches zwischen den elastischen Metallplatten vorgesehen ist, um das Einstellen der Plattendicke und das Ausgleichen von Höhenunregelmäßigkeiten der Plattenoberflächen zu ermöglichen.

Die beiden elastischen Metallplatten besitzen verschiedene Dicken. Das Festlegen der Dicken der verschiedenen elastischen Metallplatten auf verschiedene Werte ermöglicht die Plattendickeneinstellfunktion.

Eine die Dicke regulierende Platte zum Regulieren einer Gesamtdicke der Metalldichtung wird auf das Ausgleichselement laminiert.

Eine der elastischen Metallplatten ist mit Durchgangslöchern versehen, welche es ermöglichen, daß ein Stemmwerkzeug durch diese eingeführt wird und daß das Ausgleichselement und die anderen elastischen Metallplatten über Verstemmabschnitte miteinander verbunden werden, welche Verstemmabschnitte durch ein durch die Durchgangslöcher eingeführtes Stemmwerkzeug ausgebildet werden.

Die vorstehenden Abschnitte des Ausgleichselements, welche derart angeordnet sind, daß sie dem Wassermantel gegenüberliegen, sind mit Halbsicken versehen, und das Ausgleichselement ist durch Verstemmen an seinen vorstehenden Abschnitten, an welchen die Halbsicken ausgebildet sind, mit der elastischen Metallplatte verbunden, welche auf der Seite der Rücken dieser Halbsicken laminiert ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind an wenigstens einer elastischen Metallplatte Halbsicken ausgebildet, die zum Ausgleichselement hin vorstehen und dem Wassermantel gegenüberliegenden Abschnitten des Ausgleichselements gegenüberliegen, und das Ausgleichselement ist durch Verstemmen mit den halbsickenartig ausgebildeten Abschnitten der elastischen Metallplatte verbunden.

Das Ausgleichselement ist an den elastischen Metallplatten laminiert und zwischen diesen gehalten, und die an den elastischen Metallplatten ausgebildeten Sicken sind mit den sich einander gegenüberliegenden Rücken der Sicken am Ausgleichselement angeordnet.

Das Ausgleichselement und wenigstens eine elastische Metallplatte sind an zueinander benachbarten Eingreifabschnitten der Umfangsabschnitte ihrer deformiertern Bodenabschnitte miteinander verbunden, welche deformierten Bodenabschnitte durch Eindrücken vorbestimmter Abschnitte des Ausgleichselements und der elastischen Metallplatte in deren Dickenrichtung hergestellt werden, wobei diese beiden Platten in einem laminierten Zustand sind.

Die elastischen Metallplatten sind in ihren Umfangsbereichen, welche an der Außenseite der dem Wassermantel gegenüberliegenden Abschnitte liegen, mit in Umfangsrichtung verlaufenden Halbsicken versehen, deren Höhe kleiner ist als die der entlang den Umfängen der ersten Bohrungslöcher ausgebildeten Sicken.

Das Ausgleichselement ist derart ausgebildet, daß es im Querschnitt ähnlich dem einer elastischen Metallplatte ist. Das Ausgleichselement muß nicht als flache Platte ausgebildet sein, und es kann entsprechend der Querschnittsform einer elastischen Metallplatte ausgebildet sein, so daß diese Querschnittsform leicht festgelegt werden kann, wenn das Ausgleichselement dem Stemmvorgang ausgesetzt wird.

Diese Metalldichtung wird wie vorstehend beschrieben hergestellt. Wenigstens eine elastische Metallplatte, an welcher Sicken ausgebildet sind, und ein zwischen zwei elastischen Metallplatten angeordnetes Ausgleichselement sind miteinander durch Verstemmen an vorstehenden Abschnitten verbunden, welche vorstehenden Abschnitte sich von einem Ausgleichselementkörper zu gegenüberliegenden Abschnitten eines Wassermantels hin erstrecken. Deshalb liegen dann, wenn der Zylinderkopf am Zylinderblock befestigt ist, die verstemmten Abschnitte des Ausgleichselements und der zugehörigen elastischen Metallplatte lediglich dem Wassermantel gegenüber und interferieren nicht mit denjenigen Abschnitten der Motorblockoberseiten-Oberfläche, welche um die Zylinderbohrungen herum liegen.

Bei dieser Metalldichtung wird zum Fixieren seiner Einzelteile kein Schweißverfahren verwendet, weshalb keine teure Ausrüstung erforderlich ist. Die von den ringförmigen Motorblockoberseiten-Oberflächenabschnitten auf die Fixierabschnitte ausgeübte Kraft verursacht keine Risse in diesen, so daß die Funktion der Metalldichtung, welche ein Befestigen der elastischen Metallplatte und des Ausgleichselements aneinander vorsieht, nicht verloren geht, und die Motorblockoberseiten-Oberfläche auch nicht die Befestigungsabschnitte beschädigt.

Es ist ein geeigneter Oberflächendruck und eine geeignete Dichtwirkung der insgesamt zwischen den Zylinderbohrungen und dem Wassermantel liegenden ringförmigen Motorblockoberseiten-Oberflächenabschnitte sichergestellt, da das Ausgleichselement zwischen den elastischen Metallplatten vorgesehen ist, um das Einstellen der Plattendicke und den Ausgleich von Höhenunregelmäßigkeiten der Plattenoberflächen zu ermöglichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer elastischen Metallplatte, welche in Ausführungsbeispielendererfindungsgemäßen Metalldichtung eingesetzt wird;

Fig. 2 ist eine Draufsicht der anderen elastischen Metallplatte, welche in Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Metalldichtung eingesetzt wird;

Fig. 3 ist eine Draufsicht eines Ausgleichselements, welches in den Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Metalldichtung eingesetzt wird;

Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Metalldichtung;

Fig. 5 ist eine Teilschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Metalldichtung;

Fig. 6 ist eine Teilschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Metalldichtung;

Fig. 7 ist eine Teilschnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Metalldichtung;

Fig. 8 ist eine Teilschnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Metalldichtung;

Fig. 9 ist eine Teilschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Metalldichtung;

Fig. 10 ist eine Teilschnittansicht eines siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Metalldichtung;

Fig. 11 ist eine teilweise Draufsicht eines Zylinderblocks, bei welchem die erfindungsgemäße Metalldichtung angewandt ist;

Fig. 12 ist eine erläuternde Ansicht, welche einen (Tief-)Ziehvorgang zum Ausbilden miteinander verbundener Abschnitte eines Ausgleichselements und einer elastischen Metallplatte in der erfindungsgemäßen Metalldichtung zeigt, welche verbundenen Abschnitte durch Verstemmen eines Ausgleichselements bezüglich der elastischen Metallplatte hergestellt werden; und

Fig. 13 ist eine erläuternde Ansicht, welche einen Zwischenzustand des in Fig. 12 gezeigten (Tief-)Ziehvorgangs zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Metalldichtung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Metalldichtung in den Ausführungsbeispielen wird als Kopfdichtung zum Abdichten der sich gegenüberliegenden Befestigungsoberflächen eines Zylinderblocks und eines Zylinderkopfes als ein Paar von Bauelementen eingesetzt.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist ein Zylinderblock 50 für eine Mehrzylindermaschine des Semi-Open-Deck Typs ausgelegt, in welcher parallel vorgesehene Zylinderkörper 51 als integrale Struktur durch Verbinden benachbarter Zylinderkörper 51 an deren Berührungspunkten M ausgebildet sind. Die Zylinderkörper 51 sind mit Zylinderbohrungen 52 versehen, in welchen Kolben wechselseitig bewegt werden. Die Zylinderkörper 51 umfassen Zylinderbuchsen 53 und Zylindergehäuse 55, in welche die Zylinderbuchsen 53 eingesetzt sind. Um die Zylinderkörper 51 herum ist durchgehend ein Wassermantel 58 ausgebildet. An der Außenseite des Wassermantels 58 sind Bolzenlöcher 59 ausgebildet, in welche Bolzen zur Befestigung eines Zylinderkopfs (nicht gezeigte des Zylinderblocks eingeschraubt werden. Wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt, bilden eine Endfläche 54 einer Zylinderbuchse 53 und die Endfläche 56 eines Zylindergehäuses 55 eine Endfläche 57 eines Zylinderkörpers 51, welche Endfläche 57 einen Teil einer dem Zylinderkopf gegenüberliegenden Oberfläche des Zylinderblocks 50 bildet.

Eine in Fig. 1 gezeigte elastische Metallplatte 2 ist eine von einem Paar eine Metalldichtung 1 bildender elastischer Metallplatten. Eine in Fig. 2 gezeigte elastische Metallplatte 3 ist die andere die Metalldichtung 1 bildende Metallplatte. Ein in Fig. 3 gezeigtes Ausgleichselement 4 ist eine fest zwischen den elastischen Metallplatten 2, 3 gehaltene und an diesen laminierte Metallplatte. Die elastischen Metallplatten 2, 3 sind durch Stanzen eines Metallmaterials, beispielsweise einer rostfreien Federstahlplatte, ausgebildet, wobei Formsicken (Wulste) an den Metallplatten erhalten werden und die resultierenden Produkte einer thermischen Behandlung und einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt werden, um vorbestimmte Werte der Zugfestigkeit, Dehnung und Härte dieser Platten vorzusehen. Das Ausgleichselement 4 ist durch Stanzen einer rostfreien Federstahlplatte hergestellt, deren Dicke kleiner als die der elastischen Metallplatten 2, 3 ist. Da die elastische Metallplatte 2 in einigen Fällen keinem Stemmvorgang unterworfen wird, sind die zu verstemmenden Abschnitte nicht gezeigt. Die zu verstemmenden Abschnitte der elastischen Metallplatte 3 und des Ausgleichselements 4 sind strichliert als Abschnitte 30 zweier kombinierter, d. h. verbundener Platten und als Abschnitte 45 dreier kombinierter Platten gezeigt.

Die elastische Metallplatte 2 ist mit zueinander parallelen Bohrungslöchern 5 versehen, welche durch Bohrungslochkanten 8 definiert sind, und die Anzahl und Positionen dieser Zylinderbohrungslöcher sind nach Maßgabe der im Zylinderblock 50 ausgebildeten Zylinderbohrungen 52 festgelegt. Die elastische Metallplatte 3 ist mit zueinander parallelen Bohrungslöchern 15 versehen, welche durch Bohrungslochkanten 18 in der gleichen Weise wie bei der elastischen Metallplatte 2 begrenzt sind. Die Bohrungslöcher 5, 15 der elastischen Metallplatte 2, 3 liegen einander gegenüber, sind mit derselben Größe an denselben Stellen ausgebildet und bilden erste Bohrungslöcher der elastischen Metallplatten 2, 3.

Das Ausgleichselement 4 ist ebenfalls mit parallel angeordneten Bohrungslöchern 25 versehen, welche durch Bohrungslochkanten 28 definiert sind und derart ausgebildet sind, daß die Anzahl, Position und Größe der Bohrungslöcher 25 in Übereinstimmung mit den Zylinderbohrungen 52 des Zylinderblocks 50 und den Bohrungslöchern 5, 15 der elastischen Metallplatten 2, 3 sind. Die Bohrungslöcher 25 bilden den ersten, in den elastischen Metallplatten 2, 3 ausgebildeten Bohrungslöchern gegenüberliegende zweite Bohrungslöcher. Das Ausgleichselement 4 umfaßt einen Ausgleichselementkörper 21 entsprechend den Endflächen 57 der Zylinderkörper 51 und vorstehende Abschnitte 23, 24, welche sich vom Ausgleichselementkörper 21 aus erstrecken.

Die Konturlinie des Ausgleichselementkörpers 21 umfaßt die Bohrungslochkanten 28, die den Bohrungslochkanten 62 gegenüberliegen, welche die Öffnungen der Zylinderbohrungen 52 definieren, und umfaßt die durchgehende Außenkante 22, welche einer Kante 68 gegenüberliegt, die eine Öffnung des Wassermantels 58 definiert. Die vorspringenden Abschnitte 23, 24 sind Abschnitte, welche sich zu den zum Wassermantel 58 korrespondierenden Orten erstrecken, wenn die Metalldichtung 1 an der gegenüberliegenden Oberfläche des Zylinderblocks 50 angeordnet ist. Die vorspringenden Abschnitte 23 sind in der Nähe der Berührungsbereiche 26 des Ausgleichselementkörpers 21 angeordnet, welche zwischen benachbarten Bohrungslöchern 25 liegen, und der vorspringende Abschnitt 24 erstreckt sich von einem Bereich aus, welcher sich von den Bereichen 26 unterscheidet. Eine erforderliche Anzahl weiterer vorspringender Abschnitte, wie die strichliert dargestellten Abschnitte 24a, können an geeigneten Stellen vorgesehen sein. Andererseits soll, um ein überflüssiges Vorstehen zu dem Wassermantel 58 gegenüberliegenden Orten zu vermeiden, die Anzahl der vorspringenden Abschnitte 23, 24, 24a auf einen erforderlichen Minimalwert begrenzt sein, und die vorgesehenen vorspringenden Abschnitte müssen nicht notwendigerweise verstemmt werden.

Die elastische Metallplatte 2 ist mit Sicken 6 versehen, welche sich längs den Umfängen der Bohrungslöcher 5 erstrecken. Die elastische Metallplatte 3 ist mit Sicken 16 versehen, welche sich längs den Umfängen der Bohrungslöcher 15 erstrecken. Die elastischen Metallplatten 2, 3 sind aneinander mit den Sicken 6, 16 laminiert, wobei die Kanten 8, 18 der Bohrungslöcher 5, 15 zueinander konzentrisch gehalten werden und jeweils in entgegengesetzter Richtung über das Ausgleichselement 4 einander zugewandt sind.

Wenn die Metalldichtung 1 durch Bolzen zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks 50 eingespannt wird, werden die Sicken 6, 16 bezüglich des Ausgleichselements 4 und der beiden sich gegenüberliegenden Oberflächen zusammengedrückt und deformiert. Aufgrund dieser Deformation der Sicken 6, 16 werden ihre inneren und äußeren Randabschnitte in engen Kontakt mit denjenigen Abschnitten der beiden sich gegenüberliegenden Oberflächen gebracht, welche um die Bohrungslöcher 5, 15 herum liegen und welche eine hohe Dichtwirkung erfordern. Dadurch werden vier ringförmige elastische Kontaktabschnitte (Dichtlinien) ausgebildet, in welchen der Oberflächendruck ausreichend hoch wird, wodurch die Leckage eines Fluids, wie beispielsweise eines Verbrennungsgases hoher Temperatur, welches durch die Bohrungslöcher 5, 15 hindurch geht, aus den sich gegenüberliegenden Oberflächen verhindert wird. Der Leckagegrad des Verbrennungsgases aus den Abschnitten, welche um die einander benachbarten Bohrungslöcher 5 oder 15 liegen und welche sich von den Abschnitten zwischen den benachbarten Bohrungslöchern 5 oder 15 unterscheiden, ist geringer als der des Gases aus den Abschnitten zwischen benachbarten Bohrungslöchern, so daß ein Sicke umfassend die Sicken 6, 16 ausgebildet wird. Wenn die Metalldichtung 1 zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Oberflächen eingespannt ist, wird der Oberflächendruck an den Kanten 8, 18, 28 der Bohrungslöcher 5, 15 aufgrund der Existenz des Ausgleichselements 4 größer als in einem Fall, in welchem das Ausgleichselement 4 nicht vorhanden ist. Dies kann verhindern, daß das korrosive Verbrennungsgas in die Bereiche der Sicken 6, 16 der elastischen Metallplatten 2, 3 eintritt.

Die elastischen Metallplatten 2, 3 sind an ihren Umfangsbereichen, welche außerhalb ihrer dem Wassermantel 58 gegenüberliegenden Bereiche liegen, insbesondere an den Stellen, welche zu den Bolzenlöchern 59 des Zylinderblocks 50 korrespondieren, mit Bolzenlöchern 9, 19 versehen, durch welche Spannbolzen eingeführt werden. Klopflöcher, Vorbeiströmlöcher oder Öllöcher (keines davon ist gezeigt) sind ferner vorgesehen, jedoch sind diese im allgemeinen im technischen Fachgebiet von Dichtungen bekannt, so daß detaillierte Beschreibungen von diesen weggelassen werden. An einem Umfangsabschnitt dieser Metalldichtung und um die verschiedenen Arten der in diesem Umfangsabschnitt ausgebildeten Löcher sind Sicken zum Verhindern der Leckage von Fluid vorgesehen, welches aus deren Inneren austritt. Diese Sicken sind gewöhnlich von Halbsicken gebildet, deren Höhe kleiner als die der Sicken 6, 16 ist, da der Dichtdruck für die Bereiche um derartige Löcher niedriger als der Dichtdruck der Sicken um die Zylinderbohrungen herum ist und da ein derartig geringer Dichtdruck dem Zweck ausreichend dient. Halbsicken 10, 20 für Bolzenlöcher sind um die Bolzenlöcher 9, 19 herum ausgebildet, und Umfangshalbsicken 11, 12 sind entlang den Umfängen der elastischen Metallplatten 2, 3 ausgebildet.

Sowohl die Vorder- als auch die Rückseite der Metalldichtung, d. h. entweder die Außenflächen oder sich gegenseitig gegenüberliegende Innenflächen der elastischen Metallflächen 2, 3, sind mit einer Dicke von beispielsweise ungefähr 10 bis 20 µm mit Gummi (beispielsweise Fluorgummi), welcher einen Wärmewiderstand und einen Ölwiderstand aufweist, oder mit einem nicht metallischen Material, wie beispielsweise Kunstharz, beschichtet. Deshalb kann eine Ausbildung eines Metall-Metall- Kontaktzustands der Dichtung bezüglich des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks verhindert werden, und der Korrosionswiderstand, die Beständigkeit und Festigkeit der Metalldichtung kann sichergestellt werden. Selbst wenn feine Ausnehmungen und Vorsprünge an den maschinell bearbeiteten, sich gegenüberliegenden Oberflächen der elastischen Metallplatten 2, 3 des Ausgleichselements 4, des Zylinderkopfes und des Zylinderblocks vorhanden sind, deckt ein derartiges nicht metallisches Material die Ausnehmungen und Vorsprünge ab, so daß die Metalldichtung ihre Dichtfunktion ausreichend erfüllt.

Das Verbinden des Ausgleichselements 4 und einer elastischen Metallplatte 3 miteinander durch Verstemmen wird nun mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht längs einer Ebene, welche durch einen Verbindungsabschnitt 30 eines ersten Ausführungsbeispiels der am Zylinderblock 50 angeordneten Metalldichtung verläuft. Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht beispielsweise längs der Linie P-P, welche durch eine Verbindungsstelle Q in Fig. 2 verläuft. Die Linie, entlang welcher diese Schnittansicht verläuft, muß nicht speziell auf die Länge der Linie begrenzt sein, welche durch den Verbindungsabschnitt 30 verläuft. Die Zylinderbuchse 53 ist eine Trockenbuchse, welche in das Zylindergehäuse 55 eingesetzt ist.

Bei einer Metalldichtung 1A sind elastische Metallplatten 2, 3 mit einem dazwischen gehaltenen Ausgleichselement 4 laminiert, d. h. schichtweise gefügt. Die elastischen Metallplatten 2, 3 sind aneinander mit Rücken 7, 17 von Sicken 6, 16 laminiert, welche Sicken an diesen Metallplatten ausgebildet und aufeinander zu orientiert sind. Eine Endfläche 57 eines Zylinderkörpers 51 eines Zylinderblocks 50 umfaßt eine Endfläche 54 einer Zylinderbuchse 53 und eine Endfläche 56 des Zylindergehäuses 55, und bildet einen Teil einer gegenüberliegenden Oberfläche des Zylinderblocks 50. Die Sicken 6, 16 sind derart ausgebildet, daß dann, wenn die Metalldichtung 1A zwischen dem Zylinderblock 50 und dem Zylinderkopf eingespannt wird, diese Sicken in dem Bereich der Endfläche 57 des Zylinderkörpers 51 angeordnet sind.

Ein Körper 21 des Ausgleichselements 4 erstreckt sich zwischen einer Kante 62, welche eine Öffnung einer Zylinderbohrung 52 definiert, und einer Kante 68, welche eine Öffnung eines Wassermantels 58 definiert. Einer Bohrungslochkante 28 des Ausgleichselements 21 liegen Bohrungslochkanten 8, 18 der elastischen Metallplatten 2, 3 gegenüber. Ein vorspringender Abschnitt 23, welcher integral mit einem vorbestimmten Abschnitt des Ausgleichselements 21 ausgebildet ist und sich von diesem aus erstreckt, ist an einem Bereich angeordnet, welcher dem Wassermantel 58 gegenüberliegt, wenn die Metalldichtung 1A an einer vorbestimmten Position am Zylinderblock 50 angeordnet ist. Die elastische Metallplatte 3 und das Ausgleichselement 4 sind miteinander durch Verstemmen an einer Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten 23 verbunden. Der durch Verstemmen der elastischen Metallplatte 3 und des Ausgleichselements 4 ausgebildete Verbindungsabschnitt 30 ist aus einem Abschnitt 31 gebildet, welcher einen Umfangsabschnitt aufweist, der in die elastische Metallplatte 3 eines Bodenabschnitts des Ausgleichselements eingedrückt ist, welcher Bodenabschnitt durch ein Eindrücken des Ausgleichselements 4 gebildet ist. Die Form in der Draufsicht des Verbindungsabschnitts 30 kann kreisförmig sein und ist hinsichtlich des Erfordernisses der kompakten Ausbildung der Metalldichtung bevorzugt rechtwinklig. Um den Verbindungsabschnitt 30 der elastischen Metallplatte und des Ausgleichselements 4 einfach auszubilden, ist der Abschnitt der elastischen Metallplatte 3, welcher zu dem vorspringenden Abschnitt 23 des Ausgleichselements 4 korrespondiert, mit einer Halbsicke 27 versehen, welche auf den vorspringenden Abschnitt 23 zu gerichtet ist. Der Abschnitt der elastischen Metallplatte 3, an welchem die Halbsicke 27 ausgebildet ist, erstreckt sich nahe dem und parallel zu dem Ausgleichselement 4. Die Kontur der Halbsicken 27 ist bevorzugt kreisförmig oder kreisausschnittsförmig oder rechtwinklig. Aufgrund der Ausbildung von Halbsicken 27 ist die positionsmäßige Beziehung zwischen dem elastischen Metall 3 und dem Ausgleichselement 4 stabilisiert, und ein Verbinden durch Verstemmen der halbsickentragenden Abschnitte mit den vorstehenden Abschnitten 23 des Ausgleichselements 4 kann leicht durchgeführt werden. Die Halbsicken 27 dienen auch dazu, den Oberflächendruck um die Bohrungen 5, 15 herum zu vergleichmäßigen, ohne daß sich dieser auf die Vollsicken 6, 16 konzentriert.

Ein Verfahren zum Herstellen dünner Metallplatten wird mit Bezug auf Fig. 12 und 13 beschrieben.

Die elastische Metallplatte 3 und das Ausgleichselement 4 sind in einem laminierten Zustand relativ zu einem Stemmwerkzeug 40 festgelegt, wie in Fig. 12 gezeigt, und werden an vorbestimmten Abschnitten durch Eindrücken des Stemmwerkzeugs 40 in der Richtung ihrer Dicke durch einen Senkstempel 43 verstemmt, wobei die genannten Abschnitte durch eine obere Form 44 und untere Formen 41, 42a, 42b des Stemmwerkzeuges 40 zusammengedrückt werden. Wenn der Stempel 43 weiter auf die untere Form 41 drückt, werden die elastische Metallplatte 3 und das Ausgleichselement 4 tiefgezogen und ein Umfangsabschnitt eines somit tiefgezogenen Bodenabschnitts verläuft nach außen, wie in Fig. 13 gezeigt. Währenddessen verschieben sich die beiden das elastische Metallelement 3 und die Ausgleichsplatte zusammendrückenden Seitenformen 42a, 42b weg von den unteren Formen nach außen, wie durch Pfeile gezeigt. Der Umfangsabschnitt eines deformierten Bodenabschnitts einer elastischen Metallplatte, welcher durch die in Richtung ihrer Dicke ausgeübte Druckkraft deformiert ist, läuft in einen Eindringabschnitt 31 und dringt in einen inneren Teil eines deformierten Bodenabschnitts ein, welcher an einer benachbarten Metallplatte durch einen Eindrückvorgang auf ähnliche Weise ausgebildet wurde. An zwei oder drei Metallplatten sind ein Verbindungsabschnitt (zwei Platten) der elastischen Metallplatte 3 und des Ausgleichselements 4, und ein Verbindungsabschnitt 45 (drei Platten) der elastischen Metallplatten 2, 3 und des Ausgleichselements 4 ausgebildet, wie in Fig. 4 bis 10 gezeigt. Der Verstemmvorgang ist beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 41967/1995 offenbart.

Der in Fig. 4 gezeigte Verbindungsabschnitt 30 ist kein Verbindungsabschnitt, bei welchem die elastischen Metallplatten 2, 3 miteinander verbunden sind. In diesem Fall sind die beiden elastischen Metallplatten 2, 3 an geeigneten Abschnitten (nicht gezeigt) durch geeignete Verbindungsmittel miteinander verbunden, wie beispielsweise durch Punktschweißen, Ösenverbinden, Nieten oder Spaltstemmen. Das Verbinden des Ausgleichselements 4 mit einer elastischen Metallplatte 3 alleine ist hinsichtlich des Befestigungsgleichgewichts der drei Metallplatten bezüglich sich gegenüberliegender Oberflächen bevorzugt. Diese Verbindungsmethode kann nämlich den Zweck erfüllen, die Festigkeit befestigter Abschnitte des Ausgleichselements 4 während einem praktischen Gebrauch der Metalldichtung durch Festlegen derselben Festigkeit wahlweise bezüglich des Zylinderblocks 50 oder des Zylinderkopfs zu stabilisieren. Darüber hinaus kann die Anzahl von Befestigungsabschnitten des Ausgleichselements im Vergleich zu durch Schweißen hergestellten Befestigungsabschnitten auf einen willkürlichen, geringeren Wert festgelegt werden.

Folglich wird dann, wenn die am Zylinderblock 50 angeordnete Metalldichtung 1A zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf eingespannt wird, der Verbindungsabschnitt 30 nicht gegen die sich gegenüberliegenden Oberflächen gespannt, wie in Fig. 4 gezeigt. Deshalb bildet sich kein Spiel zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen aus, und der Verbindungsabschnitt beschädigt weder die sich gegenüberliegenden Oberflächen, noch beschädigen die sich gegenüberliegenden Flächen die Verbindungsabschnitte 30. Selbst wenn der Rücken 17 der Sicke 16 der elastischen Metallplatte 3 im wesentlichen über der Grenzlinie 60 zwischen der an der Motorblockoberseiten-Oberfläche liegenden Endfläche 54 der Zylinderbuchse 53 und der Fläche 56 des Zylindergehäuses 55 angeordnet ist, berührt dieser die Grenzlinie 60 direkt in einem Zustand, in welchem die Dichtung eingespannt ist. Somit interferiert die Dichtlinie nicht mit der Grenzlinie 60, und die Sicke 16 macht die Dichtlinie nicht unstabil. Das Ausgleichselement 4 erfüllt die Aufgabe, die Dicke der Platten zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen des Zylinderblocks 50 und des Zylinderkopfs auszugleichen, und ihre wesentliche Funktion ist es, die Unregelmäßigkeiten zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen auszugleichen.

Einige weitere Ausführungsbeispiele der Metalldichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf Fig. 5 bis 10 beschrieben. In jedem der in den Fig. 5 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiele sind die strukturellen Bauteile oder Abschnitte mit denselben Funktionen wie die der Metalldichtung 1A aus Fig. 4 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in Fig. 4 verwendet werden. Demgemäß wird eine erneute Beschreibung derartiger struktureller Bauteile oder Abschnitte weggelassen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Metalldichtung wird nun mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben.

Eine Metalldichtung 1B des zweiten Ausführungsbeispiels umfaßt zwei laminierte elastische Metallplatten 2, 3 und ein Ausgleichselement 4 als eine zwischen den zwei elastischen Metallplatten 2, 3 gehaltene Zwischenplatte, und ein Verbindungsabschnitt 45 ist durch Verstemmen der drei Metallplatten ausgebildet, d. h. der elastischen Metallplatten 2, 3 und des Ausgleichselements 4. Ein Umfangsabschnitt 31a eines Bodenabschnitts der elastischen Metallplatte 2, welcher durch Eindrücken derselben elastischen Metallplatte 3 ausgebildet ist, steht in einen Bodenabschnitt des Ausgleichselements 4 hinein, während ein Umfangsabschnitt 31b des Bodenabschnitts des Ausgleichselements 4 in den Bodenabschnitt der elastischen Metallplatte 3 hineinsteht. Dadurch erhält man den Verbindungsabschnitt 45, an welchem die drei Metallplatten miteinander verbunden sind. Gemäß diesem Verbundaufbau kann die Metalldichtung 1B als Verbund durch einen Tiefziehvorgang hergestellt werden.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Metalldichtung.

Im dritten Ausführungsbeispiel sind zwei Sicken 32, 33 längs einer Bohrungslochkante 8A der elastischen Metallplatte 2 ausgebildet, und ferner sind zwei zu den Sicken 32, 33 korrespondierende Sicken 34, 35 entlang einer Bohrungslochkante 18 der elastischen Metallplatte 3 ausgebildet. Da eine Mehrzahl konzentrischer Sicken vorgesehen ist, wächst die Anzahl der Dichtlinien in einem Zustand, in welchem die Dichtung eingespannt ist, und ein Oberflächendruck wird verteilt. Darüber hinaus ist die Dichtwirkung an einer Endoberfläche 57 eines Zylinderkörpers 51 verbessert.

Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Metalldichtung.

Im vierten Ausführungsbeispiel ist eine Dickenregulierungsplatte 36 zum Einstellen einer Gesamtdicke einer Metalldichtung 1D an einem Ausgleichselement 4 laminiert, welches auf der Seite einer elastischen Metallplatte 2 angeordnet ist. Die Dickenregulierungsplatte 36 ist eine Metallplatte mit derselben Fläche wie ein Körper 21 des Ausgleichselements 4, jedoch besitzt diese keine vorstehenden Abschnitte, wie die Abschnitte 23, 24 des Ausgleichselements 4. Diese Dickenregulierungsplatte 36 bestimmt eine Gesamtdicke der Metalldichtung 1D. Wenn die Metalldichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock 50 eingespannt wird, kann der Flächendruck um die Bohrungslöcher 5, 15 herum (mit Bezug- auf Fig. 1 und 2) aufgrund der Dicke der Dickenregulierungsplatte 36 reguliert werden.

Fig. 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Metalldichtung.

Im fünften Ausführungsbeispiel ist eine an einer Oberfläche eines Ausgleichselements 4 laminierte elastische Metallplatte 37 mit beispielsweise einem kreisförmigen Durchgangsloch 38 versehen, und an einer zu dem Durchgangsloch 38 korrespondierenden Stelle sind das Ausgleichselement 4 und eine an ihrer anderen Seite laminierte Metallplatte 3 an einem durch Verstemmen gebildeten Verbindungsabschnitt 30 miteinander verbunden. Wenn ein eine Metalldichtung 1E bildender Schichtaufbau (Laminat) aus drei Metallplatten hergestellt ist, kann der Stempel 43 und die oberen Formen 44 des in Fig. 12 und 13 gezeigten Stemmwerkzeugs das Ausgleichselement 4 durch das Durchgangsloch 38 direkt einem Tiefziehvorgang aussetzen, ohne mit einer elastischen Metallplatte 2 zu interferieren.

Fig. 9 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Metalldichtung.

Im sechsten Ausführungsbeispiel ist ein vorstehender Abschnitt 23 (oder ein vorstehender Abschnitt 24) eines Ausgleichselements 4 mit einer Halbsicke 39 versehen. Das Ausgleichselement 4 ist mit einer auf der Seite eines Rückens der Halbsicke 39 laminierten elastischen Metallplatte 3 verbunden. Das Ausgleichselement 4 ist an deren Abschnitt vorgesehen, an welchem die Halbsicke 39 mit einem Verbindungsabschnitt 30 ausgebildet ist, an welchem das Ausgleichselement 4 und die elastische Metallplatte 3 mechanisch miteinander verbunden sind. Die Kontur der Halbsicken 39 ist bevorzugt kreisförmig gewählt. Die Funktion der Halbsicke 39 ist dieselbe, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4.

Fig. 10 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Metalldichtung. Im siebten Ausführungsbeispiel hat ein Ausgleichselement 46 eine Querschnittsform, welche an die einer elastischen Metallplatte 3 angepaßt ist. Die Ausgleichsplatte 46 umfaßt einen Körper 47 und einen vorstehenden Abschnitt 48, welcher integral mit dem Ausgleichselementkörper 47 ausgebildet ist und sich von diesem aus erstreckt, und ist mit einem zu der Sicke 16 korrespondierenden vorstehenden Abschnitt 49 versehen. Wenn das Ausgleichselement 46 und die elastische Metallplatte 3 miteinander verbunden sind, steht die Sicke 16 der elastischen Platte 3 und der vorstehende Abschnitt 49 des Ausgleichselements 46 miteinander in Eingriff, und das Laminieren und Anordnen dieser Metallplatten wird zuverlässig vorgenommen.

Es wurde jedes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Metalldichtung beschrieben. Beispielsweise kann die Dicke der elastischen Metallplatten 2, 3 geeignet verändert werden, wenn die Spezifikationen der Metalldichtung im Zusammenhang mit dem Material und den physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise Härte der sich gegenüberliegenden Fixierungsflächen der Motorteile, oder im Zusammenhang mit den Spezifikationen der Maschine bestimmt werden, wodurch an den sich gegenüberliegenden Flächen auftretende Unregelmäßigkeiten beseitigt werden. Beispielsweise kann die Standfestigkeit der elastischen Metallplatten bezüglich der Beanspruchung und der auf diese aufgebrachten thermischen Belastung dadurch verbessert werden, daß die Dicke (beispielsweise 0,18 bis 2,2 mm) der elastischen Metallplatte 2 auf der Seite des Zylinderkopfs größer als die Dicke (beispielsweise 0,13 bis 0,17 mm) der elastischen Metallplatte 3 auf der Seite des Zylinderblocks 50 gewählt wird. Obwohl die zwischen den benachbarten Bohrungslöchern 5, 15 ausgebildeten Sicken 6, 16 als voneinander unabhängige Sicken beschrieben wurden, können diese derart ausgebildet sein, daß sie sich jeweils zwischen benachbarten Bohrungslöchern 5, 15 treffen. Es kann selbst die Höhe und Breite der Sicken 6, 16 um diese Bohrungslöcher 5, 15 an deren verschiedenen Umfangsabschnitten variiert werden. Beispielsweise ist in einer miniaturisierten Maschine, in welcher die Bereiche zwischen den benachbarten Bohrungslöchern 5, 15 sehr eng sind, die Breite zweier Sicken 6, 6 und 16, 16 kleiner gewählt, als die Breite der Sicken in anderen Bereichen. Die Höhe die Sicken kann ferner variiert werden, d. h. die Höhe der Sicken in den Bereichen zwischen den benachbarten Bohrungslöchern 5, 15 kann größer gewählt werden als die Höhe der Sicken in anderen Bereichen, um eine höhere Dichtwirkung in den ersten Bereichen zu erreichen.

Diese Metalldichtung 1 ist hergestellt durch Anordnen eines Ausgleichselements 4 zwischen einem Paar elastischer Metallplatten 2, 3 und durch Befestigen des Ausgleichselements 4 und einer der elastischen Metallplatten 2, 3 aneinander an deren Abschnitten, welche einem Wassermantel 58 gegenüberliegen. Dadurch ist die Funktion des Ausgleichselements 4 sichergestellt, wobei die Fixierungsabschnitte und sich gegenüberliegenden Flächen nicht miteinander interferieren. Das Ausgleichselement 4 umfaßt einen zu einer Endfläche eines Zylinderkörpers 51 eines Zylinderblocks 50 korrespondierenden Ausgleichselement 4- Körper, und vorstehende Abschnitte 23, 24, welche integral mit dem Ausgleichselement 4-Körper ausgebildet sind und sich von diesem zu einer Stelle erstrecken, welche dem Wassermantel 58 gegenüberliegt. Die Befestigungsabschnitte, an welchen das Ausgleichselement 4 und eine elastische Metallplatte 2, 3 durch Verstemmen aneinander befestigt sind, sind an den vorstehenden Abschnitten 23, 24 angeordnet, welche sich zu Stellen hin erstrecken, die dem Wassermantel 58 gegenüberliegen. Deshalb interferieren dann, wenn die Metalldichtung 1 zwischen dem Zylinderblock 50 und einem Zylinderkopf eingespannt ist, die befestigten Abschnitte nicht mit ihren sich gegenüberliegenden Flächen umfassend die Endflächen, und die Dichtwirkung der Metalldichtung wird nicht beeinträchtigt.

Claims (11)

1. Metalldichtung (1), welche derart ausgelegt ist, daß sie zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen eines Zylinderblocks (50), welcher mit einem Zylinderkörper (51) mit darin ausgebildeten Zylinderbohrungen (52) und mit einem um den Zylinderkörper (51) herum ausgebildeten Wassermantel (58) versehen ist, und eines an dem Zylinderkörper (51) befestigten Zylinderkopfs anzuordnen ist, umfassend

• - ein Paar elastischer Metallplatten (2, 3), welche mit korrespondierend zu den Zylinderbohrungen (52) ausgebildeten ersten Bohrungslöchern (5, 15) und mit entlang den Umfängen der ersten Bohrungslöcher (5, 15) ausgebildeten Sicken (6, 16) versehen sind, und
• - ein Ausgleichselement (4, 46), welches mit den ersten Bohrungslöchern (5, 15) gegenüberliegenden zweiten Bohrungslöchern (25) versehen ist und welches zwischen den elastischen Metallplatten (2, 3) laminiert ist,

wobei das Ausgleichselement (4, 46) durch Verstemmen an zu dem Wassermantel (58) korrespondierenden Positionen vorgesehenen, vorstehenden Abschnitten (23, 24, 24a) desselben mit wenigstens einer der elastischen Metallplatten (2, 3) derart verbunden ist, daß die vorstehenden Abschnitte (23, 24, 24a) der verstemmten Abschnitte innerhalb des Wassermantels (58) angeordnet sind.

2. Metalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (4, 46) sich im wesentlichen in einem Bereich erstreckt, welcher dem Zylinderkörper (51) des Zylinderblocks (50) gegenüberliegt, mit Ausnahme seiner vorstehenden Abschnitte (23, 24, 24a).

3. Metalldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Sicke (6, 16) entlang dem Umfang jeder der ersten Bohrungslöcher (5, 15) ausgebildet ist.

4. Metalldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Metallplatten (2, 3, 37) voneinander verschiedene Dicken aufweisen.

5. Metalldichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dickenregulierplatte (36) zum Regulieren einer Gesamtdicke der Metalldichtung (1) am Ausgleichselement (4, 46) laminiert ist.

6. Metalldichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der elastischen Metallplatten (37) mit Durchgangslöchern (38) versehen ist, durch welche ein Verstemmwerkzeug (40) eingeführt werden kann.

7. Metalldichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (4, 46) mit Halbsicken (10, 11, 12, 20, 27, 39) an seinen vorstehenden Abschnitten (23, 24, 24a) versehen ist und durch Verstemmen an den halbsickentragenden Abschnitten mit der elastischen Metallplatte (2, 3, 37) verbunden ist, welche an der Rückenseite seiner Halbsicken (10, 11, 12, 20, 27, 39) laminiert ist.

8. Metalldichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der elastischen Metallplatten (2, 3, 37) mit zu dem Ausgleichselement (4, 46) hin vorstehenden Halbsicken (10, 11, 12, 20, 27, 39) an deren Abschnitten versehen ist, welche denjenigen Abschnitten des Ausgleichselements (4, 46) gegenüberliegen, welche am Wassermantel (58) angeordnet sind, wobei das Ausgleichselement (4, 46) durch Verstemmen mit den halbsickentragenden Abschnitten der elastischen Metallplatte (2, 3, 37) verbunden ist.

9. Metalldichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den elastischen Metallplatten (2, 3, 37) ausgebildeten Sicken (6, 16) an dem Ausgleichselement (4, 46) laminiert sind, wobei Rücken (7, 17) der Sicken (6, 16) verschiedener elastischer Metallplatten (2, 3, 37) aufeinander zu gerichtet sind.

10. Metalldichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (4, 46) und die elastische Metallplatte (2, 3, 37) miteinander an ihren deformierten Abschnitten verbunden sind, welche durch Eindrücken vorbestimmter Abschnitte des Ausgleichselements (4, 46) und der elastischen Metallplatte (2, 3, 37), welche in einem laminierten Zustand sind, in ihrer Dickenrichtung hergestellt sind, und welche dadurch ineinander eingreifen.

11. Metalldichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Metallplatten (2, 3, 37) an ihren äußeren Umfangsabschnitten mit Umfangshalbsicken (11, 12) versehen sind, welche längs den Umfängen der ersten Bohrungslöcher (5, 15) ausgebildet sind und eine Höhe aufweisen, die kleiner als die der Vollsicken (6, 16) ist.